80年代，达芬奇从家乡托斯卡来到米兰，开始进行解剖学研究并绘制人体解剖学草图。这种素描超出了一般绘画创作的范围，它不像在画布上混合各种颜色那么简单。他希望了解人体的结构，并找到一种更理想的方式来描述人体。1507年，达芬奇继续他的解剖学研究。在接下来的四年里，他成为了当时最伟大的医生之一。
从1510年到1511年冬天，达芬奇与巴维亚大学的解剖学教授马可·托尼奥·德拉托雷合作。在此期间，对20具尸体进行了解剖和研究。列奥纳多·达芬奇（LeonardoDaVinci）一直计划对人体力学进行一次全面的讨论，但不幸的是，他直到去世才实现这一愿望。1511年，列奥纳多·达芬奇可用于解剖学研究的尸体数量下降。他的好朋友托瑞最终死于瘟疫，米兰被战争摧毁。后来，达芬奇逃到助手弗朗西斯科·梅尔基的别墅继续他的解剖学研究。

列奥纳多·达芬奇一直想了解人体的结构和能机制：1519年他去世时，关于人体的讨论还没有完成，他的科学文章也没有发表。根据保存下来的文献，临床解剖学家认为，列奥纳多·达芬奇绘制的解剖图比时间早了数百年，在某种程度上，这些解剖图仍然可以帮助我们了解人体。
500多年前，列奥纳多·达·芬奇手工绘制了大量令人难以置信的人体解剖学草图，其精确度可与现代数字成像技术媲美。在1498年的一本笔记本中，达芬奇绘制了一系列头骨草图。为了绘制这些草图，列奥纳多·达芬奇剪下了脸的正面，露出了下面的结构。如果不破坏骨骼，就很难切割。为了让后人了解整个过程，他还以一种特殊的方式设计了手术刀的图片。
英国华威大学（University of Warwick）临床解剖学教授彼得·亚伯拉罕斯斯（PeterAbrahams）表示，列奥纳多·达芬奇（Leonardo da Vinci）人体素描的准确性可与当今任何一位科学画家媲美。亚伯拉罕斯说：“如果你真的了解人体的解剖结构，你就能看到头骨上的所有小孔。列奥纳多·达芬奇绘制的解剖图极其精确。他是一个非常细心的观察者，不会错过每一个细节。他也是一个非常谨慎的科学家，他进行了大量的实验，写下了实验结果，并他画的草图非常精确。”

亚伯拉罕斯指出，列奥纳多·达芬奇绘制的女性半身像极其准确，是他对人体仔细观察的结晶。在素描中，肝脏的位置并不在女性右乳下方，肝脏的大小表明女性可能患有肝病。然而，这张照片中的显然是错误的，这让你想到了奶牛和其他动物的。这一错误证明，当时很难获得女尸，达芬奇只能从动物解剖学的发现中推断出人体的结构。这张素描的右臂上有一个指纹，应该是达芬奇的。
列奥纳多·达芬奇（LeonardoDaVinci）的脊椎素描被认为是历史上第一次准确描述脊椎。亚伯拉罕斯斯说，达芬奇准确地描述了脊椎的曲率和倾角以及脊椎之间的结构。这幅素描足以确立达芬奇在解剖学研究史上的地位。作为二维图像，它与脊椎的任何当前图像一样精确。
除了脊柱的素描之外，列奥纳多·达芬奇的许多解剖图也拓展了解剖学研究的领域。除了头骨外，他还对人体的所有骨骼进行了解剖学研究，并留下了宝贵的书面记录。亚伯拉罕斯说，达芬奇是一位优秀的建筑师和工程师，他帮助他了解了人体的结构和能机制。他说：“这种机械和工程研究方法在过去50-60年来在外科领域非常流行。”。

尽管人体解剖草图的准确性令人难以置信，但列奥纳多·达芬奇还是无法摆脱一些观点，因为那是在中世纪。例如，他认为人类的生殖系统在某种程度上与植物相似。达芬奇在笔记中写道：“所有的种子都有脐带，脐带在种子成熟后会断裂。同样，植物也有和隔膜，种子在豆荚的中发育。”在描绘胎儿的素描中，达芬奇的像花瓣一样张开。
列奥纳多·达芬奇去世时，他还没有完成关于人体解剖学的讨论，草图留给了他的助手梅尔基。不幸的是，一些革命性的观察结果，如流向心脏的血液，已经丢失。亚伯拉罕斯斯和其他解剖学家认为，列奥纳多·达芬奇的人体解剖学草图比他的时代早了300年，其准确性甚至超过了十九世纪的灰色解剖学。直到最近，3D数字成像技术才能够获得达芬奇手和眼睛的更精确图像。

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